生物大分子自组装合成多维纳米生物结构与器件

生物体通过指导的自组装合成种类繁多、功能特异的天然纳米结构,它们在生命过程中扮演重要角色。按照自组装体的维度,可以分为线状(一维)、层状(二维)、笼状(三维)生物纳米结构。通过设计,这些生物大分子纳米结构可在细胞"工厂"中重组制备,且可通过合成生物学技术对其组装和功能化进行理性设计和调控,成为功能性纳米器件。这类纳米生物结构和器件已经在生物传感、催化、肿瘤热疗、药物递送、组织工程、生物电池等领域获得展示或应用。相关研究正在成为合成生物学和纳米生物学的一个交叉领域,受到关注。     

综述——新型纳米生物材料的研发：医学纳米颗粒对类细胞膜作用的仿真研究进展

细胞膜是包围细胞质、维持细胞内部组分动态平衡的一个半透膜,参与细胞黏附、离子传导、信号传导等分子生物学过程．类细胞膜提供了有效的模型研究这些生物学过程,故而分子层面上研究医学纳米颗粒对类细胞膜的作用有助于评估纳米颗粒的生物安全性以及促进纳米颗粒的生物医学应用．本文初步探讨了医学纳米颗粒对类细胞膜作用的仿真研究进展,并在此基础上结合膜生物物理学的研究热点对后续的研究进行了展望．     

纳米生物学与纳米酶学：新兴交叉科学

纳米科学技术是20世纪80年代末期诞生并蓬勃发展的新兴科学技术,以多学科交叉融合为特色,为物理、化学、材料和生命科学等提供新的技术手段和研究视角.纳米材料的结构及表面物理化学性质直接决定了其与生物分子、细胞、组织、器官及个体的相互作用方式,并由此产生独特的生物效应——纳米生物效应.纳米生物学是从个体、细胞及分子水平深入研究纳米生物效应、阐明其精确机制的交叉科学,现已成为极具挑战性的热点前沿领域.中国科学家在纳米生物学领域已取得一系列令国际同行瞩目的重要进展,其中纳米酶(nanozyme)的开发及应用研究是极具代表性的原创发现之一.     

生物体内的纳米机器——分子马达

分子马达是生物体内具有马达功能的一类蛋白质大分子纳米机器,可以执行完成生命体内的一切活动,包括肌肉的收缩、细胞内部物质的运输、遗传物质(DNA)的复制、细胞的分裂等等。按照分子马达的不同种类,介绍了各类线性分子马达(如驱动蛋白、动力蛋白和肌球蛋白)的结构、运动方式、主要功能等生物特征,并介绍了旋转分子马达(如ATP合酶)的生物特征,最后进行总结,展望未来。     

生物隋性纳米粒子的体内分布、移行和排泄

给小鼠或兔静脉注射印度墨水或纳米活性炭,取标本进行病理观察或取胆汁和屎液制备涂片进行电镜观察．以研究生物惰性纳米粒子在体内的分布、移行及其排泄。结果在病理切片中发现纳米粒子除广泛分布于网状内皮系统外,也可见于胃肠道上皮细胞、杯状细胞等部位;电镜观察发现胆汁及屎液中存在大量纳米粒子。以上结果表明,生物惰性纳米粒子可在体内进行再分布及通过屎液、胆汁和杯状细胞排出体外。     

加拿大最新“微型机器手”可完好抓起细胞

搜狐科学4月18日消息：据英国《新科学家》杂志报道,加拿大多伦多大学开发的新型微型机器手是一对微型的机器钳子,具有最灵敏的抓握,可抓起和移动一个细胞,而不破坏这个细胞。此微型机器手可用于组装细胞到人造组织结构中,或制造微米级和纳米级的装置。     

纳米生物学——未来之挑战——中国科学院上海交叉学科研究中心第八次上海圆桌会议

纳米技术是科技部中长期规划基础研究重大专项之一,纳米生物学是其重要的一个分支。我们知道生物细胞已经成为研究纳米技术的重要场所。蛋白装配成纳米机器,它可以转化能量并制造出各种大分子。有些蛋白还可作为一种传感器行使功能。细胞其实就是由各种各样的分子器件组成,其中还有许多未知有待于我们去探索。目前,技术的发展还有赖于那些不可循环利用的资源,如石油、汽油、煤炭、金属等,在今后的几十年中,它们将逐步被取代。未来的工程师创造新技术时,     

人脐血CD133细胞的分离及其体外扩增的研究

目的:探讨免疫磁性纳米粒子分离人脐血CD133细胞的方法,了解分离出的CD133细胞在体外短期培养中的变化及其在体外扩增的可能性。方法:通过化学沉淀法制备具有超顺磁性的r-Fe_2O_3纳米粒子,在其表面包裹具有生物亲合性的二氧化硅,并在其表面通过化学修饰使其成为生物功能化的磁性纳米粒子。再通过一定的化学连接方法将单克隆抗体CD133连接到生物功能化的磁性纳米粒子表面使其成为免疫磁性纳米粒子,然后利用自制的免疫磁性纳米粒子从单个核细胞中分离出CD133细胞,并分别对单个核细胞和CD133细胞在体外短期培养中的动态变化进行了初步观察和比较。结果:经免疫磁性纳米粒子分离的脐血中CD133细胞平均数为(5±1．4)×10~7/ml,占单个核细胞数的(3±0．3)%;单个核细胞(对照组)和CD133细胞(实验组)分别进行红、粒系集落扩增培养14天、21天,实验组中两种造血祖细胞集落扩增倍数都明显高于对照组(P＜0．01)。结论:使用自制的免疫磁性纳米粒子能较好的分离脐血中的CD133细胞,分离与纯化出来的CD133细胞不仅细胞活力不受影响,而且与单个核细胞相比具有更强的增殖能力。     

利用副干酪乳酪杆菌SCFF20高效生物合成纳米硒颗粒：一种潜在的亚硒酸盐生物转化工厂

【目的】硒(Se)是人体必需的微量元素,在维持人体生理代谢中起着至关重要的作用。在硒的各种形态中,纳米硒颗粒(selenium nanoparticles, SeNPs)被发现具有较高的生物利用度和较低的毒性。本研究拟筛选一株能将亚硒酸盐高效合成纳米硒颗粒的益生菌菌株。【方法】从14株潜在益生菌中筛选出一株能有效将亚硒酸钠转化为SeNPs的耐硒菌株副干酪乳酪杆菌SCFF20。利用扫描电子显微镜X射线能量色散谱仪(scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray, SEM-EDX)、动态光散射(dynamic light scattering, DLS)、X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)对副干酪乳酪杆菌SCFF20产生的SeNPs进行纯化、冷冻干燥和系统表征。【结果】SEM-EDX分析表明,Se是生物纳米硒颗粒的主要成分。合成的SeNPs呈球形、多分散、平均粒径约为500.62 nm。XRD图谱和拉曼光谱证实所制备纳米硒颗粒的生物无定形性质。FTIR分析证明蛋白质、胞外多糖和脂质包覆在SeNPs表面。电感耦合等离子体发射光谱(inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy, ICP-OES)测得SeNPs的还原率为91.42%。【结论】本研究证实了副干酪乳酪杆菌SCFF20作为纳米硒生产益生菌的潜力,可作为安全生产生物源纳米硒的生物工厂以便用于营养补充剂和功能食品     

糖纳米材料的研究进展

纳米材料在电子学、光学、磁学和生物医药等方面有着广泛的应用。在过去的20年,金属纳米微粒已经成功地与多肽、蛋白质和DNA结合,但糖类物质直到2001年才被引入到纳米科学中。糖纳米微粒能够很好地构建类似细胞表面糖类表达的生物细胞模型,成为糖生物学、生物药学、材料科学中十分出色的研究工具。随着研究的深入,糖纳米材料由于其制备简便,具有独特的物理、化学和生物性质,其在生物医学成像、诊断及治疗等方面有着广泛的应用前景。